该属广泛分布于世界各地富含硫的酸性地热区，例如美国黄石国家公园，冰岛，意大利，俄罗斯远东地区，中国云南腾冲、台湾，日本等地的热泉。细胞近似球状，有鞭毛；最适生长温度75～80℃，最适生长pH2～3，是极端嗜酸热微生物。细胞膜含独特的四醚磷脂单分子层，因此对酸热具有较高的稳定性。好氧生长，可营化能无机自养，将硫化氢（H₂S）或单质硫（S⁰）氧化为硫酸获得能量，同时固定二氧化碳（CO₂）；也可营化能有机异养，通过分叉的ED（Entner-Doudoroff）途径和三羧酸循环（TCA循环）获得能量。

该属所含种尚有争议，模式种为嗜酸热硫化叶菌（Sulfolobus acidocaldarius）。

硫化叶菌是研究古菌分子生物学，尤其是古菌遗传机制的重要模式微生物；而且，由于古菌采用类似真核生物的DNA复制机制，因而硫化叶菌还是研究真核生物DNA复制的简单原核模型。该属中已有多个菌株的基因组序列得到解析。与广古菌不同，硫化叶菌以及绝大多数泉古菌不含真核生物组蛋白的类似物，它们利用独特的染色质蛋白Cren7及Sul7d包装DNA。硫化叶菌还被用作宿主研究嗜热古菌病毒。在应用方面，一些硫化叶菌具有将亚铁离子（Fe²⁺）氧化成铁离子（Fe³⁺）的能力，被用于铁矿、铜矿等的高温生物浸矿。